振荡水柱波能发电装置的研究应用进展.PDFVIP

第30卷第2期 大 连 海 洋 大 学 学 报 Vol.30 No.2 20 15 年4 月 JOURNAL OF DALIAN OCEAN UNIVERSITY Apr . 2015 DOI:10.3969/ J.ISSN.2095-1388.2015.02.023 文章编号:2095-1388(2015)02-0231-06 振荡水柱波能发电装置的研究应用进展 1、2 1 1 刘德兴 , 郑艳娜 , 张佳星 (1郾 大连海洋大学 海洋与土木工程学院, 辽宁 大连 116023;2郾 浙江运达风电股份有限公司, 浙江 杭州310021) 摘要:振荡水柱 (oscillating water column, OWC) 波浪发电装置因其具有结构简单、 性能可靠等优点而成 为目前世界上最为成功的波浪能转换装置。 为促进中国对波浪能的开发, 本研究中对国内外 OWC波浪能 发电装置的研究和开发应用进行了综述, 尤其是近年来所提出的OWC波浪发电装置与防波堤相结合的新 型式———OWC型防波堤, 针对中国在OWC研发上存在的不足提出相应对策, 并对 OWC 的未来发展趋势 进行了展望, 因地制宜地开发海岛、 海洋平台等区域的波浪能将成为中国在该领域未来的研发方向。 关键词:振荡水柱 (OWC); 波浪能; 防波堤 中图分类号: TK79摇 摇 摇 摇 文献标志码: A 摇 摇 海洋波浪能储量巨大, 全球可开发的波浪能年 广的波浪能转换装置, 其结构见图1。 波浪能转换 [1] 储量可达2 TW 。 相比于太阳能、 风能等可再生 的工作原理是利用波浪的起伏带动OWC装置内水 能源, 波浪能的能量密度约为风能的5倍、 太阳能 柱的振荡(即装置内自由水面的上下浮动), 从而 [2] 的15倍 。 波浪储能总量远大于风能, 在传播过 压缩其气室内的空气, 为防止排气口在水柱下降时 [3] 程中只有很小的能量损失 , 而且一年内90% 倒流, 可以设置并控制吸、 排气阀的相应开启和关 (风能和太阳能为20% ~30%) 的时间都可以进行 闭, 或直接使用威尔士(Wells)透平, 使交变气流 [4] 波浪发电 。 此外, 37%的世界人口居住在离海 整流成单向气流通过空气透平, 带动发电机发电。 岸90 km 的区域, 因此, 对波浪能的开发具有重要 当该装置为连岸式时 (图1), 后墙面与海岸 的现实意义。 全球许多国家都有波浪能开发试验基 和海床连为一体, 相当于一个钢混结构的防波堤, 地, 英国、 葡萄牙、 澳大利亚等国已经建立了波浪 保护着海岸免于海浪的冲刷; 当该装置与浮式结构 [5] 能发电厂并成功供电 。 这些波能发电装置可根 相结合, 远离岸时又可发挥浮式防波堤的作用。 由 据其布置形式进行分类, 如基于海岸的Terminator, 于其特殊的结构形式, 相比于其他波浪能发电装置 利用振荡水柱的LIMPET, 形如海蛇的Attenuator, 其具有以下优点: (1) 结构简单, 没有太多的运动 越浪 式 波 龙 Wave Dragon, 还 有 点 浮 子 式 构件, 可以减少波浪能转化过程中的能量损失; AquaBuoy。 其中, 基于振荡水柱 (oscillating water (2) 机械装置不跟海水直接接触, 不易受到腐蚀; column, OWC) 原理